Международный неврологический журнал 3 (33) 2010

Церебролизин — ноотропное средство природного происхождения, получаемое из головного мозга молодых свиней [1]. В состав Церебролизина входят нейропептиды (фрагменты фактора роста нервов, тиролиберин, глутатион), аминокислоты, макро- и микроэлементы (магний, калий, фосфор, селен), витамины (В 1 , В 9 , В 12 , Е) и некоторые другие вещества [1–3]. В настоящее время подтверждена клиническая эффективность Церебролизина при таких заболеваниях, как сосудистая деменция, болезнь Альцгеймера, травма головного мозга, ишемический и геморрагический инсульт, задержка умственного развития и дефицит внимания у детей (включая аутизм) [4]. В значительной степени эти эффекты связаны c выраженной нейропротекторной активностью препарата [5].

Под фармакологической нейропротекцией в широком смысле понимают комплекс фармакокинетических и фармакодинамических влияний, направленных на улучшение питания нервных клеток, защиту их от повреждающих факторов (собственно нейропротекция), повышение выживаемости нейронов, стимуляцию нейропластичности и нейрогенеза [6]. Данные, накопленные к сегодняшнему дню, свидетельствуют о том, что Церебролизин обладает всеми перечисленными нейропротекторными свойствами [7]. В связи с этим мы поставили перед собой задачу коротко осветить их в рамках настоящего обзора.

Нейротрофическое действие

Улучшение питания нервных клеток (нейротрофическое действие) может быть результатом как улучшения микроциркуляции в тканях мозга, так и облегчения доставки кислорода и глюкозы из просвета капилляров внутрь нейронов.

В нескольких более ранних работах было показано, что Церебролизин может ухудшать микроциркуляцию в мозге. Например, было обнаружено, что у тех крыс, у которых Церебролизин в значительной степени увеличивал ЭЭГ-активность, наблюдалось уменьшение церебрального кровотока, что могло ухудшать течение острой ишемии мозга [8]. Было также сообщено, что Церебролизин может увеличивать вязкость крови, что также требовало осторожного назначения данного препарата при ишемических расстройствах кровообращения [9].

Однако современные исследования не подтверждают ранее полученные результаты и, наоборот, свидетельствуют о положительном влиянии Церебролизина на микроциркуляцию в тканях мозга. Так, при введении крысам с ишемическим инсультом, вызванным окклюзией правой средней мозговой артерии, цитоплазматической фракции из экстракта мозга свиней (CF1 содержит смесь аминокислот — глутаминовой (13,8 %) и аспарагиновой (11,03 %)) было обнаружено значительное уменьшение зоны инфаркта, что свидетельствует о восстановлении кровообращения в очаге повреждения (рис. 1) [10, 11]. При исследовании новорожденных с ишемическими поражениями ЦНС введение Церебролизина (0,1 мл на 1 кг массы тела, 10 инъекций через день) приводило к нормализации аутоиммунитета, что, в свою очередь, способствовало снятию отека и улучшению кровообращения в пораженных ишемией участках мозга [12]. При обследовании больных в резидуальном периоде инсульта с помощью ультразвуковой допплерографии было выявлено, что лечение Церебролизином в дозе 20–25 мл/сут приводит к улучшению мозгового кровотока, что обусловливает уменьшение выраженности речевых и двигательных расстройств [13].

Важный вклад в нейротрофические эффекты Церебролизина вносит то обстоятельство, что данный препарат усиливает потребление кислорода и доставку глюкозы к нервным клеткам. В частности, Церебролизин усиливал потребление кислорода гомогенатами мозга крыс, причем эффект был особенно хорошо выражен у самых молодых и у старых особей [14]. Кроме того, данный препарат усиливал экспрессию гена, ответственного за синтез глюкозного транспортера GLUT1, встроенного в гематоэнцефалический барьер. Это приводило к увеличению содержания данного транспортного белка и, как следствие, облегчало поступление глюкозы из кровотока к нервным клеткам [15].

Нейропротекция

Собственно нейропротекция включает в себя комплекс фармакологических эффектов, направленных на борьбу с перекисным окислением липидов, эксайтотоксичностью и повышением внутриклеточной концентрации кальция, активацией микроглии и иммунным дисбалансом, накоплением бета-амилоида [16].

При различных патологических процессах в мозге происходит образование свободных радикалов кислорода, которые воздействуют на мембраны нейронов и запускают цепную реакцию перекисного окисления липидов. При бурном течении этот процесс называют оксидативным стрессом. Его результатом является разрушение мембран нейронов и внутриклеточных структур, что приводит к гибели клеток [17].

В исследованиях было показано, что Церебролизин тормозит образование супероксидного анион-радикала, монооксида азота и конечных продуктов деградации жирных кислот [18]. Кроме того, было показано, что данный препарат снижает уровни каталазы и супероксиддисмутазы в плазме крови интактных крыс и после повреждения септогиппокампального пути [19]. После моделирования инсулиновой гипогликемии у мышей Церебролизин снижал содержание вторичных продуктов перекисного окисления липидов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (например, малонового диальдегида) [20]. Способность Церебролизина ингибировать перекисное окисление липидов была показана и в ряде других исследований [21, 22].

При поражении нервной ткани из нервных окончаний высвобождается большое количество возбуждающих медиаторов, например глутамата. Последний активирует глутаматные NMDA-, AMPA- и каинатные рецепторы, что приводит к открытию формируемых ими Ca 2+ -каналов. В результате внутрь клетки поступает большое количество ионов Ca 2+ , что приводит к активации протеолитических ферментов и разрушению внутриклеточных структур. В результате происходит гибель нейрона. Способность возбуждающих медиаторов вызывать гибель нейронов получила название эксайтотоксичности [23, 24]. В условиях патологии активируется и ряд других механизмов, также способствующих внутрицитоплазматическому накоплению ионов Ca 2+ : вследствие стойкой деполяризации активируются потенциалзависимые Ca 2+ -каналы, что увеличивает поступление ионов Ca 2+ снаружи клетки; дефицит АТФ приводит к угнетению Ca 2+ -АТФаз, что нарушает депонирование ионов Ca 2+ в эндоплазматическом ретикулуме; наблюдается реверсия работы Na + /Ca 2+ -обменника, что также увеличивает поступление ионов Ca 2+ извне. В результате наблюдается усиление повреждения нейронов [25, 26].

В доступной литературе мы не обнаружили сведений о том, что Церебролизин способен угнетать высвобождение возбуждающих нейромедиаторов или уменьшать поступление ионов Ca 2+ внутрь нейронов. Однако в ряде исследований была продемонстрирована способность данного препарата защищать клетки от эксайтотоксичности. В одной из более ранних работ было показано, что предварительное введение Церебролизина защищает мозг мышей от эксайтотоксичности, вызванной интраперитонеальным введением каиновой кислоты [27]. В новом исследовании, выполненном на органотипических срезах мозга, было выяснено, что Церебролизин защищает нейроны от повреждающего действия глутаматной токсичности и при предварительном введении, и при использовании после нанесения повреждения. Это свидетельствует о возможности использования Церебролизина для лечения как острых, так и хронических нейродегенеративных заболеваний [28].

Точные механизмы, с помощью которых Церебролизин борется с эксайтотоксичностью, не ясны. Результаты одного из исследований свидетельствуют о том, что препарат ингибирует активность кальпаина — Ca 2+ -зависимой протеазы, которая способна разрушать цитоскелет и вызывать гибель нейронов (подробнее см. ниже) [29].

При повреждении нервной системы в результате разнообразных острых и хронических заболеваний наблюдается активация микроглии, что инициирует течение местного нейровоспаления и приводит к формированию синдрома системного воспалительного ответа (ССВО) [30, 31]. В связи с этим представляет интерес исследование, в рамках которого Церебролизин добавляли к культуре глиальных клеток, обработанных бактериальным полисахаридом. Было обнаружено, что препарат эффективно тормозит активацию микроглии и высвобождение ею интерлейкина-1 b (IL-1 b ) [32].

Церебролизин также обладает выраженным иммуномодулирующим действием, что важно для борьбы с заболеваниями нервной системы. Например, при исследовании in vitro периферических мононуклеарных клеток, взятых у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивностью, было обнаружено увеличение количества CD19- и CD4-клеток, усиление экспрессии лимфоцитами ранних и поздних активационных факторов, снижение уровня провоспалительных цитокинов (IL-1, TNF- a и IFN- g ). При введении Церебролизина детям с упомянутой патологией отмечалась нормализация показателей гуморального иммунитета и экспрессии HLA-DR молекул на поверхности активированных Т-лимфоцитов, повышалось содержание NK-клеток при их исходно низком уровне и, наоборот, снижалось при исходно высоком [33]. В ряде других работ также была показана способность Церебролизина снижать содержание IL-1 b [32] и TNF- a [34]. Более того, в исследованиях in vitro было выяснено, что Церебролизин обладает цитопротекторным действием на Т- и В-лимфоциты и является фактором выживаемости иммунокомпетентных клеток. Помимо этого, Церебролизин в определенных концентрациях оказывал пропролиферативное действие на В-лимфоциты и таким образом стимулировал образование В-клеток иммунной памяти [35].

Белок-предшественник b -амилоида (APP) и b -амилоид являются нормальными белками организма, хотя их функция до конца не выяснена. Накопление избыточного количества b -амилоида считается основным патогенетическим фактором, приводящим к гибели нейронов при таком заболевании, как болезнь Альцгеймера [36]. В одном из последних исследований, выполненном на мышах, трансгенных по APP, было обнаружено, что Церебролизин нарушает созревание APP и его транспорт к местам образования b -амилоида. Данный эффект является одним из механизмов, с помощью которых Церебролизин нарушает образование b -амилоида и его накопление при болезни Альцгеймера [37].

Выживаемость нейронов

Под выживаемостью нейронов понимают их способность переживать гипоксию и аноксию, а также проявлять устойчивость к развитию апоптоза и некроза [38].

Гипоксия и аноксия сопутствуют различным заболеваниям нервной системы, особенно если они сопровождаются нарушениями мозгового кровообращения. В связи с этим в одном из исследований было выяснено, что однократная инъекция Церебролизина не влияет на устойчивость крыс к аноксии. В то же время повторное введение данного препарата увеличивает устойчивость к аноксии как у молодых, так и старых крыс [39].

Апоптоз является программируемой клеточной гибелью, необходимой для уничтожения патологически измененных и мутировавших клеток. Он протекает с затратой энергии, и потому часто называется «активной клеточной гибелью». Некроз, напротив, возникает спонтанно в ответ на действие повреждающих факторов (травма, воздействие токсинов, ионизирующей радиации и т.д.). Поскольку он протекает без затрат энергии, его часто называют «пассивной клеточной гибелью». Апоптоз и некроз вносят большой вклад в развитие острых и хронических заболеваний нервной системы [40].

В большом количестве исследований было показано, что Церебролизин препятствует развитию апоптоза и некроза. Так, при введении Церебролизина крысам с экспериментальным ишемическим инсультом было отмечено повышение устойчивости нейронов к ишемическому повреждению и замедление развития апоптоза. В клетках наблюдались морфологические изменения, однако они отражали адаптивные и репаративные процессы. Например, имели место фолдинг ядерной мембраны, накопление полирибосом, гипертрофия эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи. В целом Церебролизин сохранял структуру ядерных мембран и большинства внутриклеточных органоидов [41].

В другом исследовании изучали эффекты Церебролизина при моделировании ишемии мозга in vitro . Было обнаружено, что препарат оказывал дозозависимое нейропротекторное действие при любом типе используемой модели. Например, при воспроизведении глутаматной эксайтотоксичности Церебролизин почти в два раза увеличивал выживаемость нейронов по сравнению с контролем. Это достигалось за счет уменьшения количества клеток, претерпевающих апоптоз. Кроме того, Церебролизин оказывал протекторный эффект в модели цитотоксической гипоксии, вызванной йодацетатом. Однако в данном случае наблюдалось увеличение количества нейронов с апоптозом, что отражало смещение от некротической гибели нейронов в сторону апоптотической [42, 43].

При воспроизведении глутаматной эксайтотоксичности на органотипических срезах мозга Церебролизин уменьшал выраженность апоптоза и некроза [28]. После авульсии (отсоединение) переднего корешка от спинного мозга на уровне сегмента С5 у крыс Церебролизин защищал двигательные нейроны от развития клеточной гибели. Одновременно улучшались морфологические признаки миелинизированных аксонов [44]. Церебролизин снижал выраженность апоптоза при моделировании болезни Альцгеймера у мышей, трансгенных по АРР [37].

Нейропластичность

Поддержание нейропластичности подразумевает сохранение имеющихся и воссоздание новых межнейрональных связей [45].

Как уже упоминалось выше, эксайтотоксичность и ряд других процессов способствуют избыточному поступлению ионов Са 2+ внутрь нейронов, что приводит к активации различных внутриклеточных протеаз [23–26]. Одним из таких ферментов является кальпаин, который способен разрушать белок MAP2, входящий в состав микротрубочек цитоскелета (рис. 2). Это приводит к дегенерации дендритов и гибели нейронов [46].

В нескольких исследованиях было показано, что при острых повреждениях мозга, например ишемии, Церебролизин ингибирует кальпаин, что препятствует процессу распада МАР2. При хронических повреждениях мозга, таких как нейродегенеративные заболевания, Церебролизин увеличивает экспрессию гена, ответственного за синтез МАР2. В конечном счете все описанные механизмы приводят к сохранению целостности цитоскелета и нормализации ветвления дендритов, что способствует сохранению пластичности. Одновременно увеличивается выживаемость нейронов [29, 46, 47].

Выше мы упоминали, что при моделировании болезни Альцгеймера у мышей, трансгенных по АРР, Церебролизин приводит к уменьшению накопления b -амилоида [37]. В этой модели также было показано, что введение Церебролизина приводит к сохранению иммунореактивности синаптофизина — белка, входящего в состав мембран синаптических везикул (рис. 3). Это означает, что на фоне приема данного препарата сохраняется функция синаптических окончаний и, как следствие, их способность к поддерживанию связей с другими нервными волокнами [48].

Нейрогенез

Под нейрогенезом понимают способность к образованию новых нервных клеток. В связи с открытием того факта, что нейрогенез протекает не только в развивающемся, но и во взрослом мозге, особый интерес представляет способность тех или иных ноотропных средств влиять на этот процесс [49].

Результаты исследований свидетельствуют о том, что Церебролизин усиливает нейрогенез во взрослом мозге как у здоровых крыс (рис. 4А), так и после моделирования болезни Альцгеймера (рис. 4В). Во всех случаях усиление образования новых нейронов наблюдалось в зубчатой извилине гиппокампа. Однако тонкие механизмы подобного действия не ясны и требуют дальнейшего изучения [50–53].

Заключение

Церебролизин представляет собой ноотропное средство, которое получают из мозга молодых свиней и в состав которого входят нейропептиды, аминокислоты, макро- и микроэлементы, витамины и некоторые другие вещества. Церебролизин оказывает на нервную ткань полный спектр нейропротекторных эффектов: улучшает питание нервных клеток, защищает их от повреждающих факторов (собственно нейропротекция), повышает выживаемость нейронов, стимулирует нейропластичность и нейрогенез. В связи с этим данный препарат следует рассматривать как ценное средство для клинического применения при острых и нейродегенеративных заболеваниях нервной системы.